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一、设计题目设计旋转型灌装机。在转动工作台上对包装容器（如玻璃瓶）连续灌装流体（如饮料、酒、冷霜等），转台有多工位停歇，以实现灌装，封口等工序为保证这些工位上能够准确地灌装、封口，应有定位装置。如图1中，工位1：输入空瓶；工位2：灌装；工位3：封口；工位4：输出包装好的容器。1234传送带固定工作台转台图1旋转型灌装机二、原始数据及设计要求该机采用电动机驱动，传动方式为机械传动，技术参数：转台直径为500mm,电动机转速：960r/min，灌装速度：10r/min。三、设计任务1．旋转型灌装机应包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等三种常用机构。2．按工艺运动要求拟定运动循环图。3.机构运动方案的评定与选择。4.设计传动系统并确定其传动比分配。5.绘制旋转型灌浆机的运动方案简图。6．凸轮的设计计算。7.齿轮机构的设计计算。8.对传动机构和执行机构进行运动尺寸综合。9．编写设计计算说明书。四、功能分析待灌瓶由传送系统(一般经洗瓶机由输送带输入)或人工送入灌装机进瓶机构,转台有多工位停歇，可实现灌装、封口等工序。为保证在这些工位上能够准确地灌装、封口，应有定位装置。我们将设计主要分成下几个步骤：1．输入空瓶：这个步骤主要通过传送带来完成，把空瓶输送到转台上使下个步骤能够顺利进行。2．灌装：这个步骤主要通过灌瓶泵灌装流体，而泵固定在某工位的上方。3．封口：用软木塞或者金属冠通过冲压对瓶口进行密封的过程。4．输出包装好的容器：步骤基本同1，也是通过传送带来完成。五、设计方案的拟定及最终确定以上4个步骤由于灌装和传送较为简单无须进行考虑，因此，旋转型灌装机运动方案设计重点考虑便在于转盘的间歇运动、灌装时灌嘴的定位、封口时的冲压过程，和实现这3个动作的机构的选型和设计问题。（其中考虑到转盘旋转时工件的定位，固定工作台采用外环凸起形式）经小组成员研究讨论，下面拟定上述3个动作的实现方案：1.采用灌装泵灌装流体，泵固定在某工位的上方。对于灌嘴的设计可以采用移动导杆机构等平面连杆机构或凸轮机构。2．采用软木塞或金属冠盖封口，它们可以由气泵吸附在压盖机构上，由压盖机构压入（或通过压盖模将瓶盖紧固在瓶口）。设计者只需设计作直线往复运动的压盖机构。压盖机构可采用移动导杆机构等平面连杆机构或凸轮机构。3.此外，需要设计间歇传动机构，以实现工作转台的间歇传动。为保证停歇可靠，还应有定位（缩紧）机构。间歇机构可采用槽轮机构、不完全齿轮机构。机构实现方案瓶口的灌装机构连杆机构凸轮机构封口的压盖机构连杆机构凸轮机构转盘的间歇运动机构槽轮机构不完全齿轮根据上表分析得知机构的实现方案有2*2*2=8种实现方案为了实现灌嘴的定位机构，比较凸轮机构和连杆机构之间的优缺点；因为：1）凸轮机构能实现长时间定位，而连杆机构只能瞬时定位，定位效果差，精度低，而灌装液体时需要一定的停歇时间才能够完成。2）凸轮机构比连杆机构更容易设计。所以，在这里凸轮机构比连杆机构更适用。为了实现封口的压盖机构，比较凸轮机构和连杆机构之间的优缺点；因为凸轮机构加工复杂，加工难度大且造价较高，经济性不好。封口需要短时间来完成，而连杆机构的急进急回功能正好可以实现该过程。所以在这里连杆机构比凸轮机构更适用。为了实现转盘的间歇运动机构，比较槽轮机构和不完全齿轮之间的优缺点；因为：与其他间歇运动机构相比，不完全齿轮机构结构简单。主动轮转动一周时，其从动轮的停歇次数，每次停歇的时间和每次传动的角度等变化范围大，因而设计灵活（在该机构中，需没转停歇六次）。而且它一般适用于低速、轻载的场合，并且主动轮和从动轮不能互换。所以在这里我们选择不完全齿轮来实现转盘的间歇运动。综上可知：转盘的间歇运动机构，我们选择不完全齿轮机构；封口的冲压机构，我们选择连杆机构；灌嘴的定位机构，我们选择凸轮机构。六、传动机构的设计1.减速器的设计：减速器分为三级减速，第一级为皮带传动，后两级都为齿轮传动。具体设计示意图及参数如下：三级减速的传动比依次为2、6、8。齿轮设计为模数m=5mm，压力角为20度，齿顶高系数为1。皮带轮一的齿数为20，轮二的齿数为40，齿轮三的齿数为20，齿轮四的齿数为120，齿轮五的齿数为20，齿轮六的齿数为160。2.连杆机构的设计：曲柄长：a=100mm连杆长：b=500mm偏心距：e=300mm行程：s=135mm3.凸轮机构的设计：凸轮为灌装机构，以下为推杆的运动规律：90°120°300°330°60mm下图以表格的形式来表示位移和转角的关系：度数0°-90°105°120°120°-300°315°330°-360°位移（mm）0306060300理论轮廓曲线基圆半径：100mm滚子半径：30mm行程：60mm推程角：30°回程角：30°进休止角：120°远休止角：180°4.不完全齿轮的设计：下图为不完全齿轮的工作原理图：由于设计灌装速度为10r/min，因此每个工作间隙为6s，转台每转动60°用时1s，停留5s，由此设计如下不完全齿轮机构，完成间歇运用，以达到要求。七、整体评价在整个系统运用到了连杆机构，不完全机构，凸轮机构等常用机构。完成了从瓶子的传输到灌装，压盖，最后输出的机器。旋转型灌装机，同时要求有圆盘的转动和传送带的传送的机构，而且这两部分要相互协调，相互配合工作的过程。圆盘间歇转动部分：因为在系统的原始要求中需要有间歇转动的特性，而工位为6个，所以在其中首先引入了可以实现间歇转动的典型机构——不完全齿轮。且不完全齿轮的转动速度是圆盘转速的6倍，并且在转动时分别在6个工位进行停歇。此外，我们采用了连杆机构来完成压盖过程。我们设计的直线往复运动的连杆机构，刚好能够完成这一工作任务。所以总而言之，我们的设计方案是可行的。八、设计小结这是上大学以来完成的第一次课程设计，虽说万事开头难，我们遇到了很多的困难，但对于我们来说这是一次难得的学习与锻炼的机会。这次机械原理课程设计历时十天，时间上虽有些紧张，做设计的时候考虑的也并不周全，但我们利用这段时间巩固了所学的知识，把所学理论运用到实际设计当中，也充分的锻炼自己的创新能力。在实际的设计过程中，我们也遇到了许多的困难，不过经过我们大家的团结努力，一点点克服了困难，最终设计出了自己的方案。通过这次机械原理课程设计，掌握了一些常用执行机构、传动机构或简单机器的设计方法和过程，提高了我们综合运用机械原理课程理论的能力，培养了分析和解决一般机械运动实际问题的能力，并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展，对以后的学习也奠定了一定的基础，使我们学得更加轻松，更加高效。而且，在课程设计的过程中，我们学以致用，用学过的二维画图软件CAD来画出了一些简单的零件，虽然可能很不规范，但是对我们来说，已经把学到的点点滴滴知识都有所运用。这也是一件非常令人有收获的事情了!九、参考资料[1]《机械原理》第七版西北工业大学编高等教育出版社主编孙桓陈作模葛文杰[2]《机械设计课程设计》科学出版社主编于惠力张春宜潘承怡[3]《机械原理》华中科技大学出版社主编魏兵熊禾根副主编魏春梅周剑平王侃